DE3811110A1 - PISTON DRIVE - Google Patents
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Kolbenantrieb, der ins besondere zur Ventilbetätigung o.dgl. bestimmt ist, welcher ein Gehäuse aufweist, in dessen Innenraum ein eine Dichtung tragender Kolben zwischen zwei Endstellungen hin- und her bewegbar ist, wobei der Kolben eine Kolbenstange hat, die eine Betätigungseinrichtung entsprechend der Kolbenbewegung beaufschlagt.The invention relates to a piston drive which ins Especially for valve actuation or the like. it is determined which has a housing, in the interior of which a seal supporting piston between two end positions back and forth is movable, the piston having a piston rod which an actuator corresponding to the piston movement acted upon.
Bei Kolbenantrieben herkömmlicher Art können eine Notbetäti gungsfunktion, eine Hubbegrenzungsfunktion, sowie Einrich tungen zur Endstellungskontrolle dadurch verwirklicht werden, daß man zusätzliche Einrichtungen am Gehäuse in Form separa ter Bauteile vorsieht, die üblicherweise mit der Kolbenstan ge des Kolbenantriebs zusammenarbeiten. Daher sind diese für die zusätzlichen Funktionen vorgesehenen Einrichtungen im allgemeinen an den axialen Enden des Gehäuses angebaut, wodurch sich Anschlußschwierigkeiten hinsichtlich des Platz bedarfs u.dgl. im Zusammenhang mit der Herstellung einer Verbindung zu einer zugeordneten Betätigungseinrichtung ergeben. Insbesondere ist auch ein relativ großer Platzbe darf für den Einbau eines solchen Kolbenantriebs mit zusätz liche Funktionen erfüllende Einrichtungen erforderlich, wo durch sich Schwierigkeiten ergeben, wenn an dem Einbauort nicht ausreichend Einbauraum vorhanden ist.In the case of conventional piston actuators, an emergency actuator can be used supply function, a stroke limitation function, and setup end position control is realized by that you have additional facilities on the housing in the form of separa ter provides components that are usually with the piston rod of the piston drive. Hence these are facilities provided for the additional functions generally attached to the axial ends of the housing, which creates connection difficulties with regard to space if necessary. in connection with the production of a Connection to an associated actuator surrender. In particular, there is also a relatively large space may for the installation of such a piston drive with additional Functional facilities required where difficulties arise when at the installation site there is not enough installation space.
Die Erfindung zielt darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten, einen Kolbenantrieb, der ins besondere zur Ventilbetätigung o.dgl. bestimmt ist, bereitzu stellen, der eine gedrängte Bauweise hat und entsprechend gewünschte zusätzliche Funktionen verwirklicht, ohne daß man hierfür separate blockförmige Baugruppen zusätzlich an der Außenseite des Kolbenantriebs anbauen muß. Insbeson dere soll die Auslegung des Kolbenantriebs auch so getrof fen werden, daß er weitgehend universell einsetzbar ist, leicht herzustellen ist, und durch entsprechende Änderung der Einbaurichtung auch noch weitere Steuerfunktionen ge gebenenfalls erfüllen kann.The invention aims to overcome the previously difficulties described, a piston drive that ins Especially for valve actuation or the like. destined to be ready ask who has a compact construction and accordingly desired additional functions realized without separate block-shaped assemblies are also required for this the outside of the piston drive. In particular the design of the piston drive should also be so fen that it is largely universally applicable, is easy to manufacture, and by appropriate modification the installation direction also other control functions can possibly meet.
Nach der Erfindung zeichnet sich ein Kolbenantrieb, insbe sondere zur Ventilbetätigung o.dgl., mit einem Gehäuse, in dessen Innenraum ein eine Dichtung tragender Kolben zwischen zwei Endstellungen hin- und herbewegbar ist, wobei der Kol ben eine Kolbenstange hat, die eine Betätigungseinrichtung entsprechend der Kolbenbewegung beaufschlagt, dadurch aus, daß wenigstens eine erste Endstellung des Kolbens durch einen im Gehäuseinnenraum beweglich angeordneten und in die Bewe gungsbahn des Kolbens ragenden ersten hülsenförmigen Einsatz bestimmt ist, der mittels eines im Gehäuse angeordneten Schneckenantriebs axial verschiebbar ist.According to the invention, a piston drive, in particular Especially for valve actuation or the like, with a housing, in the interior of a piston carrying a seal between two end positions can be moved back and forth, the Kol ben has a piston rod that has an actuator acted upon according to the piston movement, that at least a first end position of the piston by a movably arranged in the interior of the housing and in the movement path of the piston protruding first sleeve-shaped insert is determined by means of a arranged in the housing Worm drive is axially displaceable.
Dank dieser Auslegung des Kolbenantriebs läßt sich wenigstens eine der Endstellungen des Kolbens verändern, indem man durch den im Gehäuse angeordneten Schneckenantrieb den er sten hülsenförmigen Einsatz axial verstellt. Bei dieser Aus legungsform sind sowohl der Schneckenantrieb als auch der die erste Endstellung bestimmende erste hülsenförmige Ein satz in das Gehäuse des Kolbenantriebs integriert, so daß die hierfür notwendigen Einrichtungen in kompakter Bauweise im Gehäuse untergebracht sind und bisher erforderliche zu sätzliche Einrichtungen, die an der Außenseite des Gehäuses angeflanscht sind, entfallen können. Wenn der Kolben in die ser ersten Endstellung sich befindet, man aber beispiels weise aus Sicherheitsgründen den Kolben in eine andere Stel lung überführen möchte, so kann mit Hilfe des Schneckenan triebs auch eine Handnotbetätigungsfunktion erfüllt werden, bei der durch die Betätigung des Schneckenantriebs der erste hülsenförmige Einsatz in axialer Richtung verschoben wird und hierbei der Kolben mit dem in die Bewegungsbahn des Kol bens ragenden Teil des ersten hülsenförmigen Einsatzes mitge nommen und in die jeweils gewünschte Sicherheitsstellung ge bracht wird. Zugleich läßt sich mit Hilfe des Schneckenan triebs und des axial beweglichen ersten hülsenförmigen Ein satzes auch der Hubweg des Kolbens verändern. Somit sind bei dem erfindungsgemäßen Kolbenantrieb mehrere zusätzliche Funk tionen vereinigt, um eine weitgehend universelle Anwendbar keit eines derartigen Kolbenantriebs zu ermöglichen.Thanks to this design of the piston drive, at least change one of the end positions of the piston by pressing by the worm drive arranged in the housing most sleeve-shaped insert axially adjusted. With this out Both the worm drive and the the first sleeve position determining the first end position set integrated in the housing of the piston drive, so that the necessary facilities in a compact design are housed in the housing and previously required additional facilities on the outside of the case are flanged, can be omitted. If the piston in the is the first end position, but one example for safety reasons, move the piston to another position want to transfer, so can with the help of the screw also a manual override function is fulfilled, the first by actuating the worm drive sleeve-shaped insert is moved in the axial direction and here the piston with the in the path of movement of the Kol also protruding part of the first sleeve-shaped insert taken and in the desired safety position ge is brought. At the same time you can use the snail drive and the axially movable first sleeve-shaped one rate also change the stroke of the piston. Thus at the piston drive according to the invention several additional radio unions to a largely universal applicability speed of such a piston drive.
Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausbildungsform nach der Er findung weist der Kolbenantrieb für die Bestimmung der zwei ten Endstellung des Kolbens einen in die Kolbenbewegungsbahn des Kolbens ragenden zweiten hülsenförmigen Einsatz auf, der beweglich im Gehäuseinnenraum angeordnet ist, und der mit tels eines zweiten im Gehäuse angeordneten Schneckenantriebs axial verschiebbar ist. Bei dieser Auslegungsform des Kolben antriebs läßt sich somit die Lage der zweiten Endstellung des Kolbens in axialer Richtung gesehen verändern, wozu man mit Hilfe des Schneckenantriebs den zweiten hülsenförmigen Einsatz entsprechend in axialer Richtung verstellt. Bei einer solchen Auslegung des Kolbenantriebs sind somit beide End stellungen des Kolbens verstellbar, wobei man eine der Ein richtungen, bestehend aus axial beweglichem hülsenförmigem Einsatz und Schneckenantrieb zur Hubbegrenzung für den Hub weg des Kolbens und die andere entsprechende Einrichtung für die Handnotbetätigung verwenden kann. In diesem Fall wird auch die Hubbegrenzung mit Hilfe von im Gehäuse des Kolben antriebs angeordneten Mitteln verwirklicht, so daß man keine zusätzlichen Einrichtungen benötigt, die an der Außenseite des Gehäuses angebracht werden müssen. Insbesondere ist der Bereich der axial gegenüberliegenden Enden des Gehäu ses, an denen die Kolbenstange aus dem Gehäuse austritt, frei von zusätzlich angebauten Einrichtungen, so daß diese als Zentralbefestigungen zur Adaption an entsprechende Ein richtungen, wie Ventilbetätigungseinrichtungen, angepaßt wer den können. Um eine platzmäßig günstige Ausbildungsweise zu erhalten, ist der erste hülsenförmige Einsatz mit dem zu geordneten Schneckenantrieb auf der einen Seite des Kolbens und der zweite hülsenförmige Einsatz mit dem zugeordneten Schneckenantrieb auf der anderen oder gegenüberliegenden Sei te des Kolben angeordnet. Hierbei wirken die beiden hülsen förmigen Einsätze mit den gegenüberliegenden Seiten des Kolbenantriebs zusammen, um die gewünschten Funktionen zu erfüllen.According to a preferred further form of training according to the Er invention has the piston drive for determining the two end position of the piston into the piston movement path of the piston protruding second sleeve-shaped insert, the is movably arranged in the interior of the housing, and with means of a second worm drive arranged in the housing is axially displaceable. With this design of the piston the position of the second end position can thus be driven of the piston seen in the axial direction change what one with the help of the worm drive the second sleeve-shaped Insert adjusted accordingly in the axial direction. At a such a design of the piston drive are thus both end positions of the piston adjustable, one of the on directions, consisting of axially movable sleeve-shaped Insert and worm drive for stroke limitation for the stroke away from the piston and the other appropriate device can use for manual override. In this case also the stroke limitation with the help of in the housing of the piston arranged arranged drive means, so that one additional facilities needed on the outside of the housing must be attached. In particular is the area of the axially opposite ends of the housing where the piston rod exits the housing, free of any additional equipment installed, so that this as central attachments for adaptation to the corresponding in directions, such as valve actuators, who adapted that can. For a space-saving way of training is the first sleeve-shaped insert with the to orderly worm drive on one side of the piston and the second sleeve-shaped insert with the associated one Worm drive on the other or opposite side te of the piston arranged. The two sleeves work here shaped inserts with the opposite sides of the Piston drive together to perform the desired functions fulfill.
Um eine weitgehend ausgeglichene Funktion des Kolbenantriebs zu erhalten und die Zugänglichkeit der Schneckenantriebe von außen nicht gegenseitig zu behindern, sind die Schneckenan triebe vorzugsweise im Gehäuse etwa diametral gegenüberlie gend und in der Nähe der Axialenden des Gehäuses angeordnet.To ensure a largely balanced function of the piston drive to get and the accessibility of the worm drives from The snails are not to hinder each other on the outside drives preferably diametrically opposite in the housing gend and arranged near the axial ends of the housing.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform umfaßt jeder Schnek kenantrieb eine von der Gehäuseaußenseite zugängliche An triebsspindel, die das Gehäuse etwa senkrecht zur Kolben stangenrichtung durchsetzt und ein mit dieser kämmendes Schneckenrad, das über eine Gewindeverbindung mit dem je weils hülsenförmigen Einsatz bewegungsverbunden ist. Bei der Verdrehung der Antriebsspindel, beispielsweise mit Hilfe eines aus dem Gehäuse vorstehenden Endes derselben unter Verwendung eines Werkzeugs, wird durch die Antriebsverbin dung von Antriebsspindel und Schneckenrad das Schneckenrad um die Längsachse der Anordnung gedreht. Die mit dem jewei ligen hülsenförmigen Einsatz zusammenarbeitende Innenfläche des Schneckenrads besitzt ein Gewinde, das mit dem Außenge winde auf dem hülsenförmigen Einsatz kämmt und durch diese Gewindeverbindung wird bei der Drehung des Schneckenrades der jeweilige hülsenförmige Einsatz in axialer Richtung ver stellt.According to a preferred embodiment, each snout comprises kenantrieb an accessible from the outside of the housing drive spindle, which the housing approximately perpendicular to the piston interspersed with the direction of the rod and one that meshes with it Worm gear, which has a threaded connection with each because sleeve-shaped insert is motion-related. At the rotation of the drive spindle, for example with the help one end protruding from the housing thereof Using a tool is done by the drive link the worm wheel rotated about the longitudinal axis of the arrangement. The one with the respective leaden sleeve-shaped insert cooperating inner surface The worm wheel has a thread that is connected to the outer thread combs on and through the sleeve-shaped insert Threaded connection is made when the worm wheel rotates the respective sleeve-shaped insert in the axial direction ver poses.
Zweckmäßigerweise wird die mit der vom Kolben getragenen Dichtung zusammenarbeitende Innenwandfläche des Gehäuses von einem Distanzelement, das vorzugsweise als Distanzhül se ausgebildet ist, gebildet, wobei dieses Distanzelement zugleich die beiden Schneckenräder des Schneckenantriebs in einem vorbestimmten axialen Abstand voneinander festlegt. Hierzu liegen die Enden der Distanzhülse an den jeweils zu gewandt liegenden Stirnseiten der jeweiligen Schneckenräder an. Das Distanzelement liegt mit seiner Außenseite an der Gehäuseinnenwand an und ist hierdurch zuverlässig.Conveniently, the one carried by the piston Seal cooperating inner wall surface of the housing of a spacer, preferably as a spacer se is formed, formed, this spacer at the same time the two worm wheels of the worm drive in sets a predetermined axial distance from each other. For this purpose, the ends of the spacer sleeves lie at each face of the respective worm wheels at. The outer side of the spacer element lies on the Inner wall of the housing and is therefore reliable.
Zweckmäßigerweise ist die vom Kolben getragene Dichtung als Doppellippen-Dichtring ausgebildet, so daß der Kolbenantrieb in zwei Richtungen wirksam arbeiten kann und somit eine so genannte doppelt wirkende Auslegung hat.The seal carried by the piston is expediently used as Double lip sealing ring designed so that the piston drive can work effectively in two directions and thus one called double-acting interpretation.
Entsprechend der Betätigungsweise bei der Beaufschlagung der nachgeschalteten Betätigungseinrichtung, die mit der Kolben stange des Kolbenantriebs zusammenarbeitet, übernimmt beim erfindungsgemäßen Kolbenantrieb eine der im Gehäuse einge bauten Einrichtungen aus Schneckenantrieb und hülsenförmigem Einsatz eine Notbetätigungsfunktion und bildet somit eine Notbetätigungseinrichtung, während vorzugsweise die jeweils andere vorgesehene Einrichtung aus Schneckenantrieb und zuge ordnetem hülsenförmigem Einsatz eine Hubbegrenzungseinrichtung bildet. Bei einer derartigen Auslegung sind daher die entspre chenden Einrichtungen für die Notbetätigung und die Hubbe grenzung direkt im Kolbenantrieb integriert.According to the mode of operation when the downstream actuator that with the piston rod of the piston drive works together at Piston drive according to the invention turned one of the in the housing built devices from worm drive and sleeve-shaped Use an emergency actuation function and thus forms one Emergency actuation device, while preferably each other intended device from worm drive and arranged sleeve-shaped insert a stroke limiting device forms. With such an interpretation are therefore the corre sponding appropriate facilities for emergency operation and lifting limit directly integrated in the piston drive.
Bei einer bevorzugten Auslegungsform nach der Erfindung ist der Kolben in eine der Endstellungen federbelastet. Hierbei kann es sich um die Schließ- oder Offenstellung handeln, was von der jeweiligen Betätigungsweise der nachgeschalteten Betätigungseinrichtung abhängig ist. Zusätzlich oder anstelle der Federbelastung des Kolbens kann auch eine Drucksteuerung mit Hilfe eines Drucksteuermediums zum Bewirken der Bewegung des Kolbens des Kolbenantriebs vorgesehen sein. Hierzu sind am Gehäuse Ein- und Auslässe für ein Drucksteuermedium zur Steuerung der Bewegung des Kolbens vorgesehen, wobei das Drucksteuermedium dann in entsprechender Weise die vorhande nen freiliegenden Kolbenwirkflächen beaufschlagt. Bei einer derartigen Drucksteuerung kann es zweckmäßig sein, ein Pilot ventil zu verwenden, das sich auf zweckmäßige Weise beim er findungsgemäßen Kolbenantrieb im Bereich des Einlasses an ordnen läßt, wozu an dem Gehäuse ein Befestigungsflansch für ein derartiges Pilotventil vorgesehen sein kann. Bei einer solchen Auslegung dient somit der Gehäusekörper zusätzlich als Träger für ein Pilotventil, das sich schnell und einfach im Bedarfsfall anschließen läßt.In a preferred embodiment according to the invention the piston is spring-loaded in one of the end positions. Here can be the closed or open position, what of the respective mode of operation of the downstream Actuator is dependent. In addition to or instead of The spring loading of the piston can also be controlled by pressure using a pressure control medium to effect the movement of the piston of the piston drive. For this are inlets and outlets for a pressure control medium on the housing Control of the movement of the piston provided, the Pressure control medium then the existing in a corresponding manner Naked exposed piston surfaces. At a Such pressure control may be useful to a pilot to use a valve that is convenient when he Piston drive according to the invention in the area of the inlet can arrange, why on the housing a mounting flange for such a pilot valve can be provided. At a the housing body thus additionally serves such a design as a support for a pilot valve that is quick and easy can be connected if necessary.
Gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung ist in das Ge häuse des Kolbenantriebs eine weitere Funktion, insbesondere eine Endlagenkontrolle integriert. Hierzu ist im Gehäuse des Kolbenantriebs wenigstens ein Endschalter für eine der End stellungen des Kolbens eingebaut. Zweckmäßigerweise handelt es sich hierbei um sogenannte Näherungsinitiatoren, d.h. um berührungslos arbeitende Endschalter. Einem solchen berüh rungslos arbeitenden Endschalter wird ein Magnet zugeordnet, der bei dem erfindungsgemäßen Kolbenantrieb zweckmäßigerweise an dem dem Kolben zugewandten Ende wenigstens eines hülsen förmigen Einsatzes vorgesehen ist. Durch die magnetische Wechselwirkung mit dem Magneten wird ein Signal erzeugt, wenn der Kolben des Kolbenantriebs die entsprechend vorbestimmte Endstellung erreicht.According to a further aspect according to the invention is in the Ge Housing the piston drive another function, in particular integrated end position control. For this purpose, the housing of the Piston drive at least one limit switch for one of the end positions of the piston installed. Appropriately acts these are so-called proximity initiators, i.e. around non-contact limit switches. Such a touch a limit switch is assigned to a magnet, which is expedient in the piston drive according to the invention at least one sleeve on the end facing the piston shaped insert is provided. Through the magnetic Interaction with the magnet generates a signal when the piston of the piston drive the correspondingly predetermined End position reached.
Um die Vorteile im Zusammenhang mit der axialen Veränderbar keit der Endstellungen des Kolbens erreichten Vorteile voll ständig nutzen zu können, ist der Endschalter in seiner axia len Lage verstellbar im Gehäuse angeordnet, wozu zweckmäßi gerweise ein Axialschlitz im Gehäuse vorgesehen ist, in dem der Endschalter axial verschiebbar und in der entsprechenden Lage arretierbar ist. Hierzu ist zweckmäßigerweise eine Klemmung vorgesehen. Dieser Endschalter wird vorzugsweise von einem Reed-Schalter gebildet.To the advantages related to the axial changeable advantages of the piston The limit switch in its axia can be used continuously len position adjustable in the housing, for which purpose an axial slot is provided in the housing in which the limit switch is axially displaceable and in the corresponding Location is lockable. For this purpose, one is expedient Clamping provided. This limit switch is preferably from a reed switch.
Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt nach der Erfindung ist der Kolbenantrieb mit seinen eingebauten Einrichtungen, wie Schneckenantriebe, axial verschiebbare hülsenförmige Ein sätze, Endlagenschalter u.dgl. insgesamt derart ausgelegt, daß er spiegelsymmetrisch zu einer etwa senkrecht zu der Kol benstange verlaufenden Ebene ausgelegt ist. Dank einer solchen Auslegungsform ist der erfindungsgemäße Kolbenantrieb weitge hend universell verwendbar und in Abhängigkeit von seiner je weils gewählten Einbaulage kann er die jeweils geforderten Funktionen, wie Notbetätigung, Endstellungskontrolle und Hubbegrenzung so verwirklichen, daß man eine zuverlässige Ab stimmung auf die gewünschte Betätigungsweise der nachgeschal teten Betätigungseinrichtung erhält. Somit kann durch entspre chende Wahl der Einbaulage des Kolbenantriebs eine jeweils unterschiedliche Betätigungsweise ermöglicht werden. Der Kolbenantrieb hat somit im Gegensatz zu den bisherigen nicht nur eine vorbestimmte Einbaulage, sondern diese Einbaulage ist umkehrbar.According to a further essential aspect according to the invention is the piston drive with its built-in devices, like worm drives, axially displaceable sleeve-shaped ones sets, limit switches and the like designed overall so that it is mirror-symmetrical to an approximately perpendicular to the Kol level is designed. Thanks to one Design form is the piston drive according to the invention weitge universally applicable and depending on its because the selected installation position, it can meet the required requirements Functions such as emergency actuation, end position control and Realize stroke limitation so that you have a reliable Ab attuned to the desired mode of actuation of the secondary formwork received actuator. Thus, by correspond appropriate choice of the installation position of the piston drive each different ways of actuation are made possible. The In contrast to the previous one, the piston drive did not is only a predetermined installation position, but this installation position reversible.
Gemäß einer besonders zweckmäßig gestalteten Ausbildungsform des Kolbenantriebs nach der Erfindung ist das Gehäuse und die zugeordneten Einrichtungen des Kolbenantriebs etwa mittig geteilt, wobei die beiden Hälften des Kolbenantriebs weitge hend übereinstimmend ausgebildet, aber in gestürzter Anordnung relativ zueinander vorgesehen und in dieser Weise miteinander verbunden sind. Hierbei kann man die mit einem Kolbenantrieb verwirklichbaren zusätzlichen Funktionen mit weitgehend ähnlichen Bauteilen verwirklichen, so daß sich die Herstel lung insgesamt gesehen vereinfacht.According to a particularly practical form of training the piston drive according to the invention is the housing and the associated devices of the piston drive approximately in the middle divided, with the two halves of the piston drive consistently trained, but in an inverted arrangement provided relative to each other and in this way with each other are connected. You can do this with a piston drive realizable additional functions with largely Realize similar components, so that the manufacturer overall, simplified.
Gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung können die beiden axial gegenüberliegenden Enden des Gehäuses, an denen die Kolbenstange aus dem Gehäuse austritt, insbesondere an ihrer Außenseite als Adapter-Aufnahme ausgebildet sein, um die jeweils gewünschte Anpassung an die nachgeschaltete Be tätigungseinrichtung zu erreichen. Dies wird bei dem erfin dungsgemäßen Kolbenantrieb im wesentlichen dadurch ermöglicht, daß die Einrichtungen für zusätzliche Funktionen nicht an der Gehäuseaußenseite angebaut sind, sondern in dem Kolbenan trieb als Ganzes integriert sind.According to a further aspect according to the invention, the two axially opposite ends of the housing at which the piston rod emerges from the housing, in particular on its outside as an adapter receptacle to the desired adaptation to the downstream Be to reach the operating facility. This is invented piston drive according to the invention essentially enables that the facilities for additional functions are not available are mounted on the outside of the housing, but in the piston are integrated as a whole.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Bezug nahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated below using an example took explained in more detail on the accompanying drawing.
Die einzige Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine Längsschnitt ansicht des Kolbenantriebs nach der Erfindung.The only Fig. 1 of the drawing shows a longitudinal sectional view of the piston drive according to the invention.
In der Zeichnung ist der Kolbenantrieb insgesamt mit 1 be zeichnet. In einem insgesamt mit 2 bezeichneten Gehäuse des Kolbenantriebs 1 ist ein Kolben 3, der auf seiner Außenumfangs fläche einen Doppellippen-Dichtring 4 trägt, in axialer Rich tung bewegbar. Mit dem Kolben 3 ist eine zentral im Gehäuse 2 angeordnete Kolbenstange 5 verbunden, die an den axial gegenüberliegenden Enden 6 und 7 des Gehäuses 2 durchgeht und nach außen herausgeführt ist. Hierzu sind entsprechende Durch führungseinrichtungen 8 mit entsprechenden Dichtungen vorge sehen, die beim dargestellten Beispiel hinsichtlich der Aus bildung übereinstimmen. Beim dargestellten Beispiel ist der Kolben 3 mit Hilfe einer Feder 9 in Richtung der unteren End stellung in Fig. 1 vorbelastet, bei der es sich beispielsweise um die erste Endstellung handelt. Zusätzlich zu der Federvor belastung mit Hilfe der Feder 9 oder auch anstelle dieser Federvorbelastung kann die Steuerung der Bewegung des Kol bens 3 im Gehäuse 2 mit Hilfe eines Drucksteuermediums durchgeführt werden, wozu in der Nähe der axial gegenüber liegenden Enden 6, 7 des Gehäuses 2 ein Einlaß 10 und ein gegenüberliegender Auslaß 11 bzw. zweiter Einlaß vorgesehen ist. Dieses Drucksteuermedium beaufschlagt die freiliegenden Kolbenwirkflächen und entsprechend den Druckverhältnissen auf der Oberseite und der Unterseite des Kolbens 3 führt dann der Kolben 3 des Kolbenantriebs 1 eine Verfahrbewegung aus. Wie in der einzigen Figur rechts mit gebrochener Linie dar gestellt ist, kann an dem Bereich des Einlasses 10 das Ge häuse 2 einen angeformten Befestigungsflansch 12 aufweisen, an dem sich dann ein Wegeventil (nicht dargestellt) und/oder ein Pilotventil zur Vorsteuerung anbringen läßt, so daß das Gehäuse 2 für derartige weitere Einrichtungen der Druckmittel schaltung als Träger dient.In the drawing, the piston drive is marked with a total of 1 be. In a generally designated 2 housing of the piston drive 1 , a piston 3 , the surface on its outer circumference carries a double lip sealing ring 4 , in the axial Rich direction movable. With the piston 3, a centrally arranged in the housing 2 piston rod 5 is connected, which passes at the axially opposite ends 6 and 7 of the housing 2 and is led out to the outside. For this purpose, corresponding guide devices 8 with corresponding seals are provided, which correspond in the example shown with regard to education. In the example shown, the piston 3 is biased by means of a spring 9 in the direction of the lower end position in Fig. 1, which is, for example, the first end position. In addition to the spring preload using the spring 9 or instead of this spring preload, the control of the movement of the piston 3 in the housing 2 can be carried out using a pressure control medium, for which purpose in the vicinity of the axially opposite ends 6 , 7 of the housing 2 Inlet 10 and an opposite outlet 11 or second inlet is provided. This pressure control medium acts on the exposed piston active surfaces and, according to the pressure conditions on the top and bottom of the piston 3 , the piston 3 of the piston drive 1 then executes a movement. As shown in the single figure on the right with a broken line, at the area of the inlet 10 the housing 2 can have a molded mounting flange 12 on which a directional control valve (not shown) and / or a pilot valve for pilot control can then be attached, so that the housing 2 for such other devices of the pressure medium circuit serves as a carrier.
Die erste oder entsprechend der Figur die untere Endstellung des Kolbens 3 wird durch einen hülsenförmigen Einsatz 14 be stimmt, der in das Gehäuse 2 eingesetzt ist. Dieser erste hülsenförmige Einsatz 14 ragt in die Bewegungsbahn des Kol bens 3 und in der ersten Endstellung desselben liegt dieser mit seiner Unterseite auf der Oberseite des hülsenförmigen ersten Einsatzes 14 auf. Diesem ersten hülsenförmigen Einsatz 14 ist ein erster und insgesamt mit 15 bezeichneter Schnecken antrieb zugeordnet. Wie in der Zeichnung dargestellt, umfaßt der Schneckenantrieb 15 eine Antriebsspindel 16, die das Gehäuse in etwa senkrecht zum Verlauf der Kolbenstange 5 das Gehäuse 2 durchsetzt, d.h. daß die Antriebsspindel 16 in Brei tenrichtung des Gehäuses 2 verläuft. Ein Ende der Antriebs spindel 16 liegt frei, und auf das freiliegende Ende kann beispielsweise ein Werkzeug zur Verdrehung und Betätigung der Antriebsspindel 16 von der Außenseite des Gehäuses 2 her aufgesetzt werden. Die Antriebsspindel 16 des Schneckenantriebs 15 kämmt mit einem Schneckenrad 17, das im Gehäuse 2 ortsfest gehalten ist und das an seiner Innenfläche ein Gewinde 18 hat. Das Gewinde 18 des Schneckenrads 10 ist in kämmendem Eingriff mit einem Außengewinde 19, das auf der axial verlaufenden Außenfläche des ersten hülsenförmi gen Ansatzes 14 ausgebildet ist.The first or corresponding to the figure, the lower end position of the piston 3 is determined by a sleeve-shaped insert 14 , which is inserted into the housing 2 . This first sleeve-shaped insert 14 protrudes into the movement path of the piston 3 and in the first end position of the same lies on its underside on the top of the sleeve-shaped first insert 14 . This first sleeve-shaped insert 14 is assigned a first and overall designated 15 worm drive. As shown in the drawing, the worm gear 15 includes a drive spindle 16, which on the course of the piston rod 5 penetrates the housing approximately perpendicularly the housing 2, that is, the drive spindle 16 in slurry tenrichtung of the housing 2 extends. One end of the drive spindle 16 is exposed, and the exposed end of a tool for rotating and actuating, for example, the drive spindle 16 from the outside of the housing 2 are placed forth. The drive spindle 16 of the worm drive 15 meshes with a worm wheel 17 which is held stationary in the housing 2 and which has a thread 18 on its inner surface. The thread 18 of the worm wheel 10 is in meshing engagement with an external thread 19 which is formed on the axially extending outer surface of the first sleeve 14 approach 14 .
Bei dem dargestellten Beispiel dient der erste Schnecken antrieb 15 für die Handnotbetätigung des Kolbenantriebs 1. Wenn der Kolben 3 auf der Oberseite des hülsenförmigen Ein satzes 14 aufliegt und die Steuerung des Kolbenantriebs 1 durch entsprechende Druckbeaufschlagung mit Hilfe des Mediums und/oder der Vorbelastungsfeder 9 ausfällt oder gestört ist, so kann man den Kolben 3 bezüglich seiner axialen Lage dadurch verstellen, daß man die Antriebsspindel 16 des ersten Schneckenantriebs 15 verdreht und durch die Verdrehung wird über die Bewegungsverbindung von Schneckenrad 17 und Gewinde 18 und 19 der hülsenförmige erste Einsatz 14 in axialer Rich tung verfahren, wobei der Kolben 3 mitgenommen wird.In the example shown, the first worm drive 15 is used for manual override of the piston drive 1 . If the piston 3 rests on the top of the sleeve-shaped set 14 and the control of the piston drive 1 fails or is disturbed by appropriate pressurization with the aid of the medium and / or the preload spring 9 , the piston 3 can be adjusted with respect to its axial position, that the drive spindle 16 of the first worm drive 15 is rotated and by the twist the sleeve-shaped first insert 14 is moved in the axial direction by means of the movement connection of worm wheel 17 and thread 18 and 19 , the piston 3 being carried along.
Auf der anderen Seite des Kolbens 3 und in axialer Verlänge rung zu dem ersten hülsenförmigen Einsatz 14 ist bei dem dargestellten Beispiel ein zweiter hülsenförmiger Einsatz 20 vorgesehen, der in die Bewegungsbahn des Kolbens 3 ragt, und die zweite oder obere Endstellung des Kolbens 3 bestimmt. Wie dargestellt ist im ersten Schneckenantrieb 15 etwa dia metral gegenüberliegend ein zweiter, insgesamt mit 21 be zeichneter Schneckenantrieb am Gehäuse 2 angeordnet, der in Wirkverbindung mit dem zweiten hülsenförmigen Einsatz 20 ist. Dieser zweite Schneckenantrieb 21 umfaßt eine Antriebs spindel 22, die etwa parallel zur Antriebsspindel 16 des ersten Schneckenantriebs 15 das Gehäuse 2 durchsetzt und an einer Außenseite desselben frei zugänglich ist. Mit dieser Antriebsspindel 22 steht ein Schneckenrad 23 in kämmendem Eingriff, das an seiner Innenseite ein Gewinde 24 trägt. On the other side of the piston 3 and in axial extension to the first sleeve-shaped insert 14 , a second sleeve-shaped insert 20 is provided in the example shown, which protrudes into the movement path of the piston 3 , and determines the second or upper end position of the piston 3 . As shown in the first worm drive 15 is approximately diametrically opposite a second, overall with 21 be marked worm drive is arranged on the housing 2 , which is in operative connection with the second sleeve-shaped insert 20 . This second worm drive 21 comprises a drive spindle 22 which passes through the housing 2 approximately parallel to the drive spindle 16 of the first worm drive 15 and is freely accessible on the outside thereof. With this drive spindle 22 , a worm wheel 23 is in meshing engagement, which carries a thread 24 on its inside.
Auf der Außenseite des zweiten hülsenförmigen Einsatzes 20 ist ein Außengewinde 25 vorgesehen, das in Gewindeingriff mit dem Gewinde 24 am Schneckenrad 23 steht. Bei dem darge stellten Beispiel steht dieser zweite Schneckenantrieb 21 in Verbindung mit dem zweiten hülsenförmigen Einsatz 20 als eine Hubbegrenzungseinrichtung für den Hubweg des Kolbens 3.On the outside of the second sleeve-shaped insert 20 there is an external thread 25 which is in threaded engagement with the thread 24 on the worm wheel 23 . In the example illustrated, this second worm drive 21 is connected to the second sleeve-shaped insert 20 as a stroke limiting device for the stroke of the piston 3 .
Durch entsprechendes Verdrehen der Antriebsspindel 22 wird über das damit kämmende Schneckenrad 23 und die Gewinde 24 und 25 der zweite hülsenförmige Einsatz 20 in axialer Rich tung verstellt und der in die Bewegungsbahn des Kolbens 3 ragende Teil des zweiten hülsenförmigen Einsatzes 20 bildet einen Anschlag für die obere Endstellung des Kolbens 3.By correspondingly rotating the drive spindle 22 , the second sleeve-shaped insert 20 is adjusted in the axial direction via the meshing worm wheel 23 and the threads 24 and 25, and the part of the second sleeve-shaped insert 20 projecting into the movement path of the piston 3 forms a stop for the upper one End position of the piston 3 .
Der Doppellippen-Dichtring 4 auf dem Außenumfang des Kolbens 3 liegt an einer Innenwandfläche eines insgesamt mit 26 bezeichneten Distanzelements an, das in den Innenraum des Gehäuses 2 eingesetzt ist. Das Distanzelement 26 ist bei spielsweise als Distanzhülse 27 ausgebildet und hält die bei den vorgesehenen Schneckenräder 17 und 23 der beiden Schnek kenantriebe 15 und 21 in vorbestimmtem axialem Abstand von einander und fixiert diese. Die axial gegenüberliegenden En den der Distanzhülse 27 liegen gegen die entsprechend zuge wandten liegenden Flächen der Schneckenräder 17 und 23 an.The double lip sealing ring 4 on the outer circumference of the piston 3 bears against an inner wall surface of a spacer element, designated overall by 26 , which is inserted into the interior of the housing 2 . The spacer element 26 is formed, for example, as a spacer sleeve 27 and holds the screw drives 15 and 21 at the predetermined worm gears 17 and 23 of the two screws at a predetermined axial distance from one another and fixes them. The axially opposite En the of the spacer sleeve 27 lie against the correspondingly facing lying surfaces of the worm wheels 17 and 23 .
Natürlich sind die Funktionen des ersten und zweiten Schneckenantriebs 15, 21 sowie der zugeordneten ersten und zweiten Hülsen 14, 20 auch umkehrbar, so daß die Notbetäti gungsfunktion von dem zweiten Schneckenantrieb 21 mit dem zugeordneten zweiten hülsenförmigen Einsatz 20 erfüllt wer den kann, während der erste Schneckenantrieb 15 mit dem zu geordneten ersten hülsenförmigen Einsatz 14 dann zur Hub begrenzung des Kolbens 3 verwendet werden kann.Of course, the functions of the first and second worm drives 15 , 21 and the associated first and second sleeves 14 , 20 are also reversible, so that the emergency actuation function of the second worm drive 21 with the associated second sleeve-shaped insert 20 can be fulfilled while the first Worm drive 15 with the assigned first sleeve-shaped insert 14 can then be used to limit the stroke of the piston 3 .
Ferner ist in dem Kolbenantrieb 1 ein Endschalter 30 bei spielsweise für die Endlagenkontrolle des Kolbens 3 in seiner ersten oder unteren Stellung integriert. Dieser End schalter 30 arbeitet berührungslos und wird von einem so genannten Näherungsinitiator gebildet.Furthermore, a limit switch 30 is integrated in the piston drive 1 for example for the end position control of the piston 3 in its first or lower position. This limit switch 30 works without contact and is formed by a so-called proximity initiator.
Gegen die Oberseite des hülsenförmigen Ansatzes 14 kommt der Kolben 3 in der unteren Endstellung zur Anlage. Ein Magnet 31, z.B. ein Permanentmagnet, ist am Kolben 3 angebracht.The piston 3 comes to rest against the top of the sleeve-shaped extension 14 in the lower end position. A magnet 31 , for example a permanent magnet, is attached to the piston 3 .
Der Endschalter 30, der zweckmäßigerweise von einem Reed-Schalter gebildet wird, arbeitet mit diesem Magneten 31 zusammen und liefert entsprechend der Stellung des Kolbens 3 ein Signal. Um die axiale Verstellbarkeit der beiden End stellungen des Kolbens 3 vollständig ausnutzen zu können, ist dieser Endschalter 30 ebenfalls im Gehäuse 2 des Kolben antriebs 1 axial verstellbar vorgesehen. Hierzu enthält das Gehäuse 2 einen Längsschlitz 32 und der Endschalter 30 ist in der jeweils gewünschten axialen Lage mit Hilfe von Klemm einrichtungen festlegbar.The limit switch 30 , which is expediently formed by a reed switch, works together with this magnet 31 and delivers a signal corresponding to the position of the piston 3 . In order to be able to fully utilize the axial adjustability of the two end positions of the piston 3 , this limit switch 30 is also provided in the housing 2 of the piston drive 1 in an axially adjustable manner. For this purpose, the housing 2 contains a longitudinal slot 32 and the limit switch 30 can be fixed in the desired axial position with the aid of clamping devices.
Wie aus der Figur der Zeichnung zu erkennen ist, ist das Ge häuse in axialer Richtung gesehen etwa in der Mitte geteilt und umfaßt zwei Gehäusehälften 2 a und 2 b. Diese Gehäusehälften 2 a und 2 b sind im wesentlichen übereinstimmend ausgelegt und sie enthalten ebenfalls in weitgehend übereinstimmender Weise auch die Durchführungseinrichtungen 8, die beiden hülsenförmigen Einsätze 14 und 20 sowie die beiden Schnecken antriebs 15 und 21. In gestutzter Anordnung zueinander wer den die beiden Gehäusehälften 2 a, 2 b miteinander unter Zwischen lage einer Dichtung 33 fest verbunden. Somit sind die im Kolbenantrieb 1 integrierten Einrichtungen insgesamt gesehen etwa spiegelsymmetrisch zu einer etwa senkrecht durch die Kolbenstange 5 gehenden Ebene im Gehäuse 2 angeordnet. Dank dieser Auslegung vereinfacht sich die Herstellung eines sol chen Kolbenantriebs 1, da weitgehend übereinstimmend ausge bildete Teile zu dessen Herstellung und Montage verwendet werden können. Ferner sind die axial gegenüberliegenden Enden 6, 7, an denen die Kolbenstange 5 aus dem Gehäuse 2 austreten, frei und können zur Anbringung weiterer Ein richtungen, wie z.B. einer Zentralbefestigung zur Adaption von Ventilkörpern, genutzt werden. Auch kann die Einbaulage des Kolbenantriebs 1 umgekehrt zu dem dargestellten Bei spiel gewählt werden, da dieser insgesamt gesehen etwa spiegelsymmetrisch ausgelegt ist.As can be seen from the figure of the drawing, the Ge housing is seen in the axial direction divided approximately in the middle and comprises two housing halves 2 a and 2 b . These housing halves 2 a and 2 b are designed essentially in accordance with one another and they also contain the bushing devices 8 , the two sleeve-shaped inserts 14 and 20 and the two worm drives 15 and 21 in a largely identical manner. In a trimmed arrangement to each other who the two housing halves 2 a , 2 b with each other with the interposition of a seal 33 firmly connected. Overall, the devices integrated in the piston drive 1 are arranged approximately mirror-symmetrically to a plane in the housing 2 which extends approximately perpendicularly through the piston rod 5 . Thanks to this design, the manufacture of a sol-type piston drive 1 is simplified, since largely correspondingly formed parts can be used for its manufacture and assembly. Furthermore, the axially opposite ends 6 , 7 , at which the piston rod 5 emerge from the housing 2 , are free and can be used for attaching further devices, such as a central fastening for adapting valve bodies. Also, the installation position of the piston drive 1 can be selected in reverse to the game shown, as this is approximately mirror-symmetrical.
Wie die voranstehenden Ausführungen gezeigt haben, sind beim erfindungsgemäßen Kolbenantrieb 1 mehrere Einrichtungen, wie Notbetätigung, Hubbegrenzung und Endlagenkontrolle integriert im Gehäuse 2 angeordnet, so daß bisher benötigte zusätzliche Anbauten zur Erfüllung dieser Funktionen entfallen können. Hierdurch erhält man eine getrennte Bauweise eines Kolben antriebs 1, der aufgrund seiner spiegelsymmetrischen Auslegung weitgehend universell eingebaut werden kann.As the above explanations have shown, several devices, such as emergency actuation, stroke limitation and end position control, are integrated in the housing 2 in the piston drive 1 according to the invention, so that previously required additional attachments to fulfill these functions can be dispensed with. This gives you a separate design of a piston drive 1 , which can be installed largely universally due to its mirror-symmetrical design.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf das dargestellte Bei spiel beschränkt, sondern die einzelnen beschriebenen Ein richtungen wie Notbetätigung und Hubbegrenzung sowie Endlagen kontrolle brauchen nicht notwendigerweise alle verwirklicht zu werden, sondern in Abhängigkeit vom Bedarfsfall können die einzelnen gewünschten Funktionen ausgewählt und verwirklicht werden. Auch sind natürlich noch Änderungen im Hinblick auf die Auslegungsformen der Schneckenantriebe 15 und 21 sowie der jeweils zugeordneten hülsenförmigen Einsätze 14 und 20 möglich. The invention is of course not limited to the example shown, but the individual described devices such as emergency operation and stroke limitation as well as end position control do not necessarily all need to be implemented, but depending on the need, the individual desired functions can be selected and implemented. Of course, changes are also possible with regard to the design forms of the worm drives 15 and 21 and the respectively assigned sleeve-shaped inserts 14 and 20 .
Bezugszeichen:Reference number:
1 Kolbenantrieb insgesamt
2 Gehäuse insgesamt
2 a, 2 b Gehäusehälften
3 Kolben
4 Doppellippen-Dichtung
5 Kolbenstange
6 Axiales Ende des Gehäuses 2 (oben)
7 Axiales Ende des Gehäuses 2 (unten)
8 Durchführungseinrichtung
9 Feder
10 Einlaß (rechts)
11 Auslaß bzw. zweiter Einlaß
12 Befestigungsflansch
13 Pilotventil
14 Hülsenförmiger Einsatz (unten)
15 Erster Schneckenantrieb insgesamt
16 Antriebsspindel
17 Schneckenrad
18 Gewinde (am Schneckenrad)
19 Außengewinde
20 Zweiter hülsenförmiger Einsatz
21 Zweiter Schneckenantrieb insgesamt
22 Antriebsspindel
23 Schneckenrad
24 Gewinde (an Schneckenrad)
25 Außengewinde
26 Distanzelement
27 Distanzhülse
30 Endschalter
31 Magnet
32 Längsschlitz
33 Dichtung 1 piston drive in total
2 cases in total
2 a , 2 b housing halves
3 pistons
4 double lip seals
5 piston rod
6 Axial end of the housing 2 (top)
7 Axial end of the housing 2 (below)
8 bushing
9 spring
10 inlet (right)
11 outlet or second inlet
12 mounting flange
13 pilot valve
14 sleeve-shaped insert (below)
15 First worm drive in total
16 drive spindle
17 worm wheel
18 threads (on worm wheel)
19 external thread
20 Second sleeve-shaped insert
21 Second worm drive in total
22 drive spindle
23 worm wheel
24 threads (on worm wheel)
25 external threads
26 spacer
27 spacer sleeve
30 limit switches
31 magnet
32 longitudinal slot
33 seal
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |